Наша лаборатория аккредитована на лабораторные исследования (анализы) диоксинов (ПХДД) и фуранов (ПХДФ) в промышленных выбросах, атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны, воде, грунтах, почвах, донных отложениях, отходах.
Под диоксинами в широком смысле понимают обширное семейство полихлорированных дибензопарадиоксинов и дибензофуранов, которые имеют сходную молекулярную структуру, но отличаются количеством и расположением атомов хлора, замещающих атомы водорода в ароматических циклах. Дибензопарадиоксины образуют группу из 75 конгенеров (родственных соединений, которые получаются в результате одного/общего химического процесса), для полихлорированных дибензофуранов число конгенеров - 135.
Источник происхождения этих загрязнителей преимущественно индустриальный, они являются нежелательными побочными продуктами многих технологических процессов. В несоизмеримо меньшей степени диоксины генерируются в результате естественных природных катаклизмов, связанных с реакцией горения, - извержений вулканов, лесных пожаров.
Токсические эффекты диоксинов и диоксиноподобных соединений сложны и разнообразны, имеют ярко выраженный дозозависимый эффект. На молекулярном уровне интересное проявление токсических свойств диоксинов связано с их особым химическим родством к некоторым регуляторным белкам-рецепторам, осуществляющим контроль генной экспрессии. Взаимодействие диоксина с регуляторным белком способствует переходу последнего в активную форму, которая, связываясь со специфичной регуляторной последовательностью ДНК, запускает биосинтез белков-ферментов, метаболизирующих диоксины. При этом, образуемые метаболиты оказываются более токсичными, чем их хемогенные прекурсоры.
На организменном уровне высокие концентрации диоксинов вызывают повреждение кожных покровов, а длительное воздействие более низких концентраций обусловливает угнетение всех систем организма с активно пролиферирующими тканями (иммунная, эндокринная, половая). Хорошо документированы случаи эндометриоза (неконтролируемого разрастания эндометрия за пределы матки) у женщин при воздействии 2,3,7,8-тетрахлордибензодиоксина. Многие диоксины обладают выраженной канцерогенной активностью. Период полужизни этих стойких химических загрязнителей в организме человека составляет около 10 лет, что определяет их высокий накопительный эффект, связанный с преимущественным депонированием в жировой ткани.
Мониторинг содержания полихлорированных дибензопарадиоксинов и дибензофуранов в поверхностных водах, почвах и продуктах питания имеет особое значение и является объектом пристального контроля со стороны государственных служб. Хорошо известны крупные скандалы с тяжелыми экономическими последствиями, причиной которых стал отзыв пищевой продукции (домашняя птица, свинина, яйца), загрязненной диоксинами в Ирландии (2008), Бельгии (1999), Италии (1976).
Лабораторный анализ диоксиноподобных соединений (диоксинов и фуранов) в различных объектах природной среды и промышленных выбросах на метрологическом уровне, установленном соответствующими нормативными документами, - вершина современной аналитической химии. Как препаративная, так и инструментальная составляющая методики измерений этих соединений, предполагает использование дорогостоящих реактивов и средств измерения, которыми обычно располагают только крупные лаборатории. Так, в ходе пробоподготовки необходимо внесение в образец суррогатов-имитаторов, содержащих метку в виде тяжелого изотопа углерода 13С, кроме того изотопно-меченный внутренний стандарт необходимо вносить в экстракт перед инъекцией в хроматограф. Для детекции индивидуальных аналитов необходим масс-селетивный детектор (МСД).
В нашей лаборатории для анализа диоксинов и фуранов используется мощнейшая ГХ-МС система (Agilent 7000C MS/MS) с тандемным масс-анализатором (Triple quad, TQQ), которая гарантирует наилучшее решение этой непростой аналитической задачи на самом высоком исследовательском уровне.
В области аккредитации нашей лаборатории есть несколько методик для анализа массовой концентрации диоксинов в различных средах, в которых описываются отбор проб, экстракция, очистка и анализ на хромато-масс-спектрометре данных загрязнителей.
Отбор проб для определения диоксинов
Пробы воздуха отбирают, прокачивая известный объём воздуха через различные фильтры. Перед отбором проб на фильтры наносятся изотопно-меченые стандарты-имитаторы этих соединений, необходимые для контроля всех этапов анализа.
При анализе диоксинов в воде и грунтах воде изотопно-меченые стандарты-имитаторы диоксинов вносятся в пробы перед экстракцией, также они используются как внутренние стандарты при градуировке.
Экстракция и очистка
Из пробы грунта или донных отложений диоксины экстрагируют как минимум 18 часов в аппарате Сокслета смесью гексан-хлористый метилен (1:1 по объёму), а из воздушных фильтров от 3 до 16 часов в зависимости от фильтра.
Из 1 дм3 воды экстрагируют хлористым метиленом в делительной воронке трижды.
Затем экстракт чистят на многослойной колонке, заполненной различными сорбентами на основе силикагеля и осушителем, после чего на угольной колонке, еще раз на многослойной колонке и на колонке с оксидом алюминия.
Полученный экстракт концентрируют, добавляют инструментальный внутренний стандарт, который нужен для контроля полноты экстракции анализируемых соединений и правильности работы прибора. Затем пробу переносят в хроматограф хромато-масс-спектрометра для записи хроматограммы.
Аппаратура для измерения содержания диоксинов
Для анализа диоксинов в нашей лаборатории используется хромато-масс-спектрометр Agilent 7000C. В состав системы входит газовый хроматограф Agilent 7890 и тандемный масс-спектрометр с тройным квадруполем (QQQ). Масс-спектрометр имеет ионный источник, предназначенный для ионизации электронным ударом.
Основы метода анализа диоксинов на хромато-масс-спектрометре с тройным квадруполем
В хроматографе происходит деление анализируемой смеси на отдельные соединения, которые поступают в масс-спектрометр поочередно. В масс-спектрометре происходит ионизация поступающего вещества, фрагментация на отдельные заряженные ионы в ионном источнике и отбор по массам на первом квадрупольном масс-фильтре. Первый квадруполь настраивается на пропуск только ионов, характерных для определенного соединения, которые можно измерять.
К сожалению, такой селективности для анализа диоксинов недостаточно.
Одновременно с ионами анализируемого вещества через один квадруполь могут одновременно пройти и ионы фоновых веществ, которые могут остаться в пробе даже после всех очисток экстракта. Это может привести к ошибочному определению.
В тройной системе (QQQ), во втором квадруполе, происходит столкновение ионов, прошедших через первый квадруполь, с молекулами азота. Конструкция прибора позволяет добавлять азот во второй квадруполь и регулировать энергию соударений. В результате столкновений возникают новые ионы — «продукты». Вероятность возникновения одинаковых «продуктов» из ионов анализируемых соединений и ионов фона мала. В третьем квадруполе происходит отбор ионов — «продуктов», характерных только для анализируемых целевых соединений. Только они попадают на детектор. За счет этого резко увеличиваются соотношение сигнал/шум и селективность всей системы, которые достаточны для анализа следовых количеств диоксинов.
Идентификация диоксинов
Идентификацию диоксинов проводят по времени удерживания на хроматограмме определяемых соединений и по ионам в масс-спектрах, которые характерны для этих соединений.
Для каждого компонента смеси диоксинов из их масс-спектров выбирают два пика с характерными массами. Для обоих пиков записывают свои масс-хроматограммы. Далее, сравнивают полученные масс-хроматограммы на предмет совпадения времен удерживания и на предмет определенного отношения площадей пиков.
Для полного подтверждения компонента используются аналогичные действия с одновременно записанной информацией о соответствующих изотопно-меченых добавленных внутренних стандартах.
Для количественного обсчета используются предварительно полученные градуировочные графики.
Прайс-лист на исследование воды
Прайс лист на исследование почвы